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Kfz-Batterieladegeräte und Batterietestgeräte für Starterbatterien von Pkw und Lkw und deren Technik

 

Starterbatterien von Pkw und Lkw


Moderne Kraftfahrzeuge stellen an die Starterbatterie immer höhere Anforderungen: Dieselmotoren benötigen eine hohe Kaltstartleistung (hohe Ströme, insbesondere bei tiefen Temperaturen) und Fahrzeuge mit elektrischer Ausrüstung für hohe Ansprüche große Mengen an elektrischer Energie während der Fahrt und – nicht zu vernach-lässigen – auch bei Stillstand. Erschwert wird eine positive Ladebilanz für die Batterie durch häufige Stadtfahrten im Winter bei gleichzeitig erheblichem Strombedarf.

Die Starterbatterie hat im Bordnetz die Funktion eines chemischen Speichers für die elektrische Energie, die der Generator erzeugt. Sie muss in der Lage sein, sowohl kurzfristig hohe Ströme für den Kaltstart zu liefern als auch über begrenzte Zeit, insbesondere bei Motorleerlauf bzw. -stillstand, andere wichtige Komponenten des Bordnetzes ganz oder teilweise mit elektrischer Energie zu versorgen. Diese Anforderungen erfüllt im allgemeinen der Blei/ Säure-Akkumulator. Typische Bordnetzspannungen sind 12 V bei Pkw und 24 V bei Lkw (durch Reihen-schaltung von zwei 12-V-Batterien realisiert).

Neben den an das jeweilige Bordnetz angepassten Eigenschaften wie Startleistung, Kapazität und Ladestrom-aufnahme über einen Temperaturbereich von ca. –30...+70 °C gibt es weitere Spezifikationen der Batterie, die bei bestimmten Anwendungsfällen erfüllt werden müssen (z. B. Wartungsfreiheit, Rüttelfestigkeit usw.).


Ladung und Entladung


Die aktiven Materialien der Bleibatterie sind das Bleioxid (PbO2) der Plusplatte, das schwammige, hochporöse Blei (Pb) der Minusplatte und der Elektrolyt, verdünnte Schwefelsäure (H2SO4). Der Elektrolyt ist gleichzeitig Ionenleiter für Ladung und Entladung. PbO2 und Pb nehmen gegenüber dem Elektrolyten jeweils typische elektrische Spannungen (Einzelpotentiale) an, deren Beträge (ohne Berücksichtigung der Vorzeichen) als Summe die von außen messbare Zellspannung ergeben. Sie beträgt ca. 2 V in Ruhe, steigt bei Ladung an und sinkt bei Belastung. Bei der Entladung werden PbO2 und Pb mit H2SO4 zu PbSO4 (Bleisulfat) umgesetzt, daher verarmt der Elektrolyt an SO4-(Sulfat-)Ionen, die Säuredichte sinkt. Bei der Ladung werden die aktiven Materialien PbO2 und Pb aus PbSO4 wieder aufgebaut.
Wenn nach vollständiger Ladung weitergeladen wird, findet nur noch elektrolytische Wasserzersetzung unter Bildung von Knallgas statt (Sauerstoff an Plusplatte, Wasserstoff an Minusplatte). Die Säuredichte kann als Maß für den Ladezustand verwendet werden. Unsicherheiten ergeben sich hierbei konstruktionsbedingt (siehe Tabelle) sowie durch Säureschichtung und Batterieverschleiß mit teilweise irreversibel sulfatierten und/oder stark abgeschlammten Platten.


Säurewerte der verdünnten Schwefelsäure in einer Starterbatterie

Ladezustand        Batterieausführung      Säuredichte kg/l1)      Gefrierschwelle °C
    geladen                   normal                              1,28                                 –68
                                    für Tropen                          1,23                                 –40
halb geladen              normal                              1,16/1,202)                    –17 ... –27
                                    für Tropen                          1,13/1,162)                    –13 ... –17
   entladen                   normal                              1,04/1,122)                      –3 ... –11
                                    für Tropen                          1,03/1,082)                      –2 ...  – 8
 
1) Bei 20 °C: Die Säuredichte sinkt bei steigender Temperatur und steigt bei sinkender Temperatur um etwa 0,01 kg/l je 14 K Temperaturänderung.
2) Niedriger Wert: Hohe Säureausnutzung.Hoher Wert: Niedrige Säureausnutzung.

Element    geladen    entladen
Plusplatte    PbO2    PbSO4
Elektrolyt    2 x H2SO4    2 x H2O
Minusplatte    Pb    PbSO4

 

Kfz-Batterie Spannung und Entladezeit

 

Batteriespannungsverlauf in Abhängigkeit von der Entladezeit bei verschiedenen Entladeströmen.


Verhalten bei Kälte

Grundsätzlich laufen die chemischen Reaktionen im Akkumulator bei tiefen Temperaturen langsamer ab. Die Startleistung einer Batterie nimmt somit auch im voll geladenen Zustand mit sinkender Temperatur ab. Je weiter die Entladung fortschreitet, desto mehr wird die Säure verdünnt. Damit ist ein Gefrieren des Elektrolyten in einer entladenen Batterie sehr wahrscheinlich. Eine solche Batterie kann nur noch niedrige Ströme abgeben und ist zum Starten nicht mehr verwendbar.
Bezeichnung
Neben mechanischen Merkmalen wie Abmessungen, Befestigungsart und Endpolausführung sind es hauptsächlich charakteristische elektrische Werte, die nach bestimmten Prüfnormen (z.B. DIN EN 60 096-1, bisher DIN 43 539-2) gemessen werden. Die in Deutschland hergestellten Starterbatterien sind nach DIN EN 60 095-1/A11 durch eine 9stellige Typnummer, die Nennspannung, die Nennkapazität und den Kälteprüfstrom gekennzeichnet.
Beispiel: 555 059 042 bedeutet 12 V, 55 A • h, eine spezielle Bauform (059) und den Kälteprüfstrom von 420 A. Zukünftig wird zur Charakterisierung der Starterbatterie diese Euronorm (EN) verstärkt Einzug halten.
Kapazität
Sie ist die unter bestimmten Bedingungen entnehmbare Strommenge in A • h. Sie sinkt mit steigendem Entladestrom und sinkender Temperatur.
Nennkapazität K20
Sie ist nach DIN EN definiert als die Ladungsmenge, die innerhalb von 20 h bis zu einer Entladeschlussspannung von 10,5 V (1,75 V/Zelle) mit konstantem Entladestrom entnommen werden kann. Die Nennkapazität ergibt sich aus den eingesetzten Mengen an aktivem Material (Plus-, Minusmasse und Säure) und hängt nur relativ wenig von der Plattenanzahl ab.
Kälteprüfstom ICC (früher IKP)
Er kennzeichnet die Stromabgabefähigkeit der Batterie bei Kälte. Nach DIN EN muss die Klemmenspannung bei Entladung mit ICC und –18 °C 10 s nach Entladebeginn mindestens 7,5 V (1,25 V/Zelle) betragen. Weitere Einzelheiten zur Entladedauer sind obiger Norm zu entnehmen. Maßgeblich für das durch ICC gekennzeichnete Kurzzeitverhalten sind die Plattenzahl, die Plattenfläche, der Plattenabstand und das Separatorenmaterial. Eine weitere das Startverhalten kennzeichnende Größe ist der Innenwiderstand Ri.
Für –18 °C und eine volle Batterie (12 V) gilt: Ri ≤ 4000 / ICC (mΩ), wobei ICC in A einzusetzen ist. Der Innen-widerstand der Batterie bestimmt zusammen mit den übrigen Widerständen des Starterstromkreises die Durchdreh-Drehzahl beim Start.
Entnehmbare Kapazität in Abhängigkeit von Entladestrom und Temperatur
Eine 12-V-Starterbatterie verfügt über sechs in Reihe geschaltete Zellen, die in einen durch Trennwände unterteilten Blockkasten aus Polypropylen eingebaut sind. Eine Zelle besteht aus je einem positiven und einem negativen Plattensatz, aufgebaut aus Platten (Bleigitter und aktive Masse), sowie mikroporösem Isoliermaterial (Separatoren) zwischen Platten verschiedener Polarität. Als Elektrolyt dient verdünnte Schwefelsäure, die den freien Zellenraum und die Poren von Platten und Separatoren ausfüllt. Endpole, Zellen und Plattenverbinder bestehen aus Blei, die Zellverbinder sind durch die Zellentrennwand abgedichtet hindurchgeführt. Der Blockdeckel, im Heißsiegel-verfahren auf den Blockkasten aufgebracht, verschließt die Batterie nach oben. In konventionellen Batterien hat jede Zelle einen Stopfen, der der Erstfüllung, der Wartung und der Ableitung der Ladegase dient. Wartungsfreie Batterien werden häufig scheinbar völlig verschlossen geliefert, trotzdem benötigen auch sie Entgasungsöffnungen.


Wartungsfreie Batterie


Die wartungsfreie Batterie nach DIN-Norm hat durch starke Reduzierung des Antimongehaltes in der Bleilegierung für die Gitter während der Ladephase einen sehr geringen Wasserverlust infolge verminderter Gasbildung. Deshalb beschränkt sich eine Elektrolytkontrolle
•    bei wartungsarmer Batterie auf alle 15 Monate oder 25 000 km und
•    bei wartungsfreier Batterie (nach DIN) auf alle 25 Monate oder 40 000 km.


Die absolut wartungsfreie Batterie (Blei-Kalzium-Batterie) erfordert keine Säurestandskontrolle mehr (und bietet dazu in der Regel auch keine Möglichkeit); sie ist, bis auf zwei Entgasungsöffnungen, dicht verschlossen. Unter normalen Bordnetzbedingungen (U = konstant) ist die Wasserzersetzung so weit reduziert, dass der Elektrolytvorrat über den Platten für die Gesamtlebensdauer ausreicht. Eine derartige Blei-Kalzium-Batterie hat zusätzlich den Vorteil sehr geringer Selbstentladung. Dies ermöglicht eine Lagerung über Monate im allerdings zu Anfang vollgeladenen Zustand. Sofern eine wartungsfreie Batterie außerhalb des Bordnetzes nachgeladen wird, darf die Ladespannung 2,3...2,4 V pro Zelle nicht übersteigen; denn ein Überladen mit konstantem Strom oder Ladegeräten mit W-Kennlinie verbraucht bei allen Blei-Akkumulatoren zwangsläufig Wasser.

 

Zyklenfeste Batterie oder Wartungsfreie Starterbatterie

 

Wartungsfreie Starterbatterien für Kfz-Pkw-Lkw

 

1 Blockdeckel, 2 Polabdeckkappe, 3 Direktzellenverbinder, 4 Endpol, 5 Fritte, 6 Plattenverbinder, 7 Blockkasten, 8 Bodenleiste, 9 Plusplatten in Folienseparatoren eingetascht, 10 Minusplatten.

Starterbatterien eignen sich aufgrund ihrer Bauweise (dünne Platten, leichtes Separatorenmaterial) nur bedingt für Einsatzfälle mit wiederholten Tiefentladungen, da hierbei ein starker Verschleiß der Plusplatten (insbesondere durch Lockerung und "Abschlammung" der aktiven Masse) eintritt. In der zyklenfesten Starterbatterie stützen Separatoren mit Glasmatten die Plusmasse ab und verhindern dadurch ein vorzeitiges "Abschlammen". Die in Lade-/Entladezyklen gemessene Lebensdauer ist etwa doppelt so lang wie bei der Standardbatterie. Die zyklenfeste Starterbatterie mit Taschenseparatoren und Vliesauflage hat eine noch höhere Gebrauchsdauer.


Rüttelfeste Batterie
In der rüttelfesten Batterie hindert eine Fixierung mit Gießharz und/oder Kunststoff die Plattenblöcke an Relativbewegungen gegenüber dem Blockkasten. Diese Batterie muss nach DIN-Vorschrift eine 20stündige Sinus-Rüttelprüfung (Frequenz 22 Hz) und eine Maximalbeschleunigung von 6  • g bestehen. Damit liegen die Anforderungen etwa um den Faktor 10 höher als bei der Standardbatterie. Die rüttelfeste Batterie wird hauptsächlich eingesetzt in Nutzfahrzeugen, Baumaschinen, Schleppern usw. Kennzeichnung durch "Rf".

HD-Batterie
Die HD-Batterie weist eine Kombination von Maßnahmen für zyklenfeste und rüttelfeste Batterien auf. Sie wird eingesetzt in Nutzfahrzeugen, bei denen hohe Rüttelbeanspruchungen und zyklische Belastungen auftreten. Kennzeichnung durch "HD".
"Kt"-Batterie
Die "Kt"-Batterie gleicht im Aufbau der zyklenfesten Batterie, verfügt jedoch über dickere, aber dafür über weniger Platten. Für die "Kt"-Batterie wird kein Kälteprüfstrom angegeben; ihre Startleistung liegt jedoch deutlich niedriger (um 35-40 %) als die gleich großer Starterbatterien. Anwendung findet sie in Fällen mit sehr starker zyklischer Belastung, z. T. sogar für Traktionszwecke (siehe Blei-Säure-Batterie).


Ladung


Im Kfz-Bordnetz wird die Batterie mit Spannungsbegrenzung geladen. Dies entspricht der IU-Lademethode, bei der der Ladestrom automatisch zurückgeht, wenn die Batteriespannung steigt. Die IU-Lademethode verhindert ein schädliches Überladen und stellt eine lange Gebrauchsdauer der Batterie sicher.
Werkstatt- und Heimlader arbeiten hingegen teilweise noch mit konstantem Strom oder nach der W-Kennlinie (siehe Bild). In beiden Fällen wird auch nach Erreichen des vollen Ladezustandes mit nur wenig vermindertem oder gar konstantem Strom weitergeladen, was zu erheblichem Wasserverbrauch und zur Korrosion der positiven Gitter führt.

 

Ladekennlinie UI eines Batterieladegerätes 


           Ladung nach IU-Kennlinie.
           1 Ladespannung, 2 Ladestrom.


 Batterieladegeräte mit einer UW-Kennlinie
          Ladung nach W-Kennlinie.
          1 Ladespannung, 2 Ladestrom.


Entladung


Kurz nach Beginn der Entladung geht die Spannung des Akkumulators auf einen Wert zurück, der sich bei Fortsetzung der Entladung nur noch relativ langsam ändert. Erst unmittelbar vor Ende der Entladung, das durch die Erschöpfung eines oder mehrerer der aktiven Bestandteile (Plusmasse, Minusmasse, Säure) bedingt ist, bricht die Spannung schnell zusammen.


Selbstentladung (siehe auch Batteriepflege)


Batterien entladen sich im Laufe der Zeit, auch dann, wenn sie nicht belastet sind, d. h. keine Verbraucher angeschlossen sind. Moderne antimonarme Batterien verlieren bei Raumtemperatur im Neuzustand täglich ca. 0,1-0,2 % ihrer Ladung. Mit zunehmendem Batteriealter kann dieser Wert infolge von Antimonwanderung zur Minusplatte und durch sonstige Verunreinigungen bis auf 1 % pro Tag und mehr ansteigen und letztlich auch zum Batterieausfall führen. Faustregel für Temperatureinfluss: Je 10 °C Temperaturerhöhung verdoppelt sich die Selbstentladung.
Blei-Kalzium-Batterien haben eine wesentlich geringere Selbstentladung (Faktor 1/5), die über die gesamte Lebensdauer annähernd konstant bleibt.
Bei wartungsarmen Batterien sollte der Elektrolytstand gemäß Betriebsanleitung kontrolliert werden und bei Bedarf mit destilliertem oder demineralisiertem Wasser bis zur vom Batteriehersteller angegebenen "Max.-Marke" aufgefüllt werden. Im Interesse geringer Selbstentladung ist die Batterie sauber und trocken zu halten. Vor Beginn der kalten Jahreszeit empfiehlt sich noch eine Kontrolle des Batteriezustandes durch Messung der Säuredichte oder, wo nicht möglich, der Ruhespannung. Liegt die Säuredichte unter 1,20 g/ml bzw. die Ruhespannung unter 12,2 V, sollte die Batterie nachgeladen werden. Endpole, Anschlussklemmen und Befestigungsteile sind mit Säureschutzfett einzufetten.
Batterien, die vorübergehend außer Betrieb gesetzt werden, sind kühl und trocken zu lagern. Säuredichte bzw. Ruhespannung sind im Abstand von ca. drei bis vier Monaten zu kontrollieren. Sofern die Werte unter 1,20 g/ml bzw. 12,2 V liegen, ist nachzuladen. Für wartungsarme und wartungsfreie Batterien am besten geeignet ist die IU-Ladung (siehe Ladung) mit einer maximalen Spannung von 14,4 V, da hierbei ohne Risiko der Überladung eine Ladezeit von z. B. 24 h für sichere Vollladung eingestellt werden kann. Sofern mit konstantem Strom oder mit W-Kennlinie geladen wird, sollte der Strom in A beim Eintreten der sichtbaren Gasentwicklung nicht mehr als 1/10 der Nennkapazität betragen, z. B. bei einer 66-Ah-Batterie 6,6 A. Anschließend (nach ca. 1 h) ist die Ladung zu beenden. Laderaum lüften (Knallgasbildung, Explosionsgefahr, keine offene Flamme, Vorsicht vor Funkenbildung).


Batteriestörungen        
Funktionsstörungen, deren Ursache Schäden im Innern der Batterie sind (z. B. Kurzschlüsse durch Separatorenverschleiß oder ausgefallene aktive Masse, Unterbrechung von Zellen- und Plattenverbindern u. a.) lassen sich im allgemeinen nicht durch eine Reparatur beseitigen. Die Batterie muss ersetzt werden. Ein Kennzeichen für innere Kurzschlüsse sind von Zelle zu Zelle stark schwankende Säuredichtewerte (Differenz zwischen Minimum und Maximum > 0,03 g/ml). Bei Verbinderunterbrechung kann die Batterie häufig noch mit kleinen Strömen entladen und auch geladen werden; beim Start jedoch bricht auch bei vollem Ladezustand die Spannung sofort zusammen.
Sofern kein Batteriedefekt festzustellen ist, die Batterie aber trotzdem permanent tiefentladen ist (Kennzeichen: niedrige Säuredichte in allen Zellen, keine Startleistung) oder überladen wird (Kennzeichen: hoher Wasserverbrauch), liegt ein Fehler im Bordnetz vor (Generator defekt, elektrische Verbraucher bleiben bei Motorstillstand, z. B. durch schadhafte Relais, eingeschaltet, Generatorregler zu hoch oder zu niedrig eingestellt oder ohne Funktion). In Batterien, die längere Zeit tiefentladen stehen, vergröbern sich die PbSO4-Kristalle in der aktiven Masse. Die Wiederaufladung ist dadurch erschwert. Zur Regenerierung muss mit kleinem Ladestrom (ca. 1/40 der Nennkapazität in A) etwa 50 h lang geladen werden.
Handhabung
Vor dem Ein- oder Ausbau einer neuen Starterbatterie sollte die Betriebsanleitung beachtet werden, um ein Sicherheitsrisiko wegen unsachgemäßer Handhabung auszuschließen. Die Gefahren gehen von der Schwefelsäure der Batterie und von dem bei der Ladung entstehenden Knallgas (Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff) aus: Lang anhaltendes Kippen der Batterie oder nicht fachgerechte Säurestandskontrolle können zu Verätzungen mit Schwefelsäure führen. Auch wegen einer möglichen Knallgasverpuffung ist besondere Vorsicht während des Ladevorganges oder unmittelbar danach sowie beim An- und Abklemmen eines Starthilfekabels geboten.
Auslöser für eine Knallgasverpuffung bei Anwesenheit von Ladegas ist eine ausreichend hohe thermische Zündenergie. Deshalb darf in der Nähe von Batterien nicht mit offenen Flammen hantiert werden. Funkenbildung z. B. durch plötzlich unterbrochene oder kurzgeschlossene Stromkreise ist zu vermeiden und die Erzeugung statischer Elektrizität durch Übertragung (Teppichböden) oder durch Reiben mit Woll- oder Kunststofflappen ist ebenfalls auszuschließen. Aus den zuvor genannten Gründen empfiehlt es sich, Räume, in denen Batterien geladen werden, gut zu belüften und beim Umgang mit Batterien vorsorglich eine Schutzbrille und Handschuhe zu tragen.

Sicherheitsregel beim Ausbau der Kfz-Batterie

Um Funkenbildung beim An- und Abklemmen der Batterie zu vermeiden, müssen elektrische Verbraucher abgeschaltet und die Kontaktierungsreihenfolge eingehalten werden. Daraus ergeben sich folgende Regeln:
•    Beim Einbau der Batterie zuerst die Plusleitung, dann die Minusleitung anschließen. Beim Ausbau zuerst die Minusleitung, dann die Plusleitung lösen (sofern Minus an Masse).
•    Zum Laden mit einem Ladegerät oder bei der "Starthilfe" mit einer zweiten Batterie stets den Pluspol der zu ladenden eingebauten Batterie mit dem Pluspol der Fremdstromquelle und den Minuspol des Ladegerätes bzw. der Starthilfebatterie mit einer metallisch blanken Stelle am Kraftfahrzeug im Abstand von mindestens 0,5 m zur Batterie verbinden.
•    Vor Beginn von Arbeiten an der elektrischen Anlage von Kraftfahrzeugen oder in Batterienähe das Massekabel lösen, da Kurzschlüsse (mit dem Werkzeug) Funken erzeugen und Verletzungen durch Verbrennungen möglich sind.


Prüfung von Starterbatterien mit Batterietester


DIN EN 60 095-1 legt Kenngrößen und Prüfmethoden für Starterbatterien fest. Diese Prüfungen eignen sich zur Bestimmung und Überwachung der Qualität neuer Starterbatterien, erheben jedoch keinerlei Anspruch auf völlige Übereinstimmung mit den vielfältigen Beanspruchungen der Praxis.
Beim Batterietest werden Aussagen zur Startleistung, zum Batteriezustand, zum Ladezustand und zur Batteriespannung gemacht. Bei Testern für Starterbatterien wird zwischen dem belastenden und dem nichtbelastenden Testverfahren unterschieden.
Belastetes Testverfahren
Beim belastenden Testverfahren wird die Batterie mit einem Strom in der Größenordnung des beim Startvorgang fließenden Stromes (bis zu einigen 100 A) belastet. Der Spannungseinbruch ΔU während dieser Belastung und der Spannungsanstieg ΔU in der Erholungsphase nach der Belastung sind ein Kriterium für die Startleistung und den Zustand der Batterie. Um eine prozentuale Aussage über die Startleistung machen zu können, wird das gemessene ΔU mit dem Sollwert einer guten Batterie verglichen. Dieser Sollwert ist von der Batteriegröße abhängig und wird vom Bediener durch Eingabe der Batteriekapazität bzw. des Kälteprüfstromes vorgewählt. Der Ladezustand wird über die Batteriespannung ermittelt.
Vorteil des belastenden Testverfahrens ist die sichere Erkennung auch feinster Haarrisse in den Verbindungsschienen und Bleiplatten der Batterie.
Die Belastungsdauer von ca. 30 Sekunden entspricht der Stromentnahme mehrerer Startvorgänge, was sich nachteilig auf den Ladezustand der Batterie auswirkt.
Nichtbelastetes Testverfahren
Beim nichtbelastenden Testverfahren wird die Batterie wenige Sekunden mit einem niederfrequenten, rechteckförmigen Strom von ca. 0,25 A bis 2 A belastet. Durch die Belastung wird der Batteriegleichspannung eine Wechselspannung im Millivoltbereich überlagert. Anhand der Auswertung der Signalamplitude und der Signalform dieser Wechselspannung kann eine Aussage über die Startleistung und den Zustand der Batterie gemacht werden. Zur Beurteilung des Batteriezustandes und der Startleistung ist beim nichtbelastenden Testverfahren die Eingabe des Kälteprüfstromes der zu prüfenden Batterie erforderlich.
Vorteil des nichtbelastenden Testverfahrens ist eine minimale Entladung der zu prüfenden Batterie und eine kurze Testzeit.


Video eines Batterietesters von Gys Typ BT 501 DHC mit Drucker


Ladekennlinien bei Batterieladegeräten


Die meistgebrauchte Ladekennlinie ist die W-Kennlinie. Es handelt sich hierbei in den meisten Fällen um ungeregelte Geräte. Der Ladestrom nimmt aufgrund des Batterie- und des Geräteinnenwiderstandes mit steigender Batteriespannung stetig ab (Ladezeiten 12...24 h).
Für wartungsfreie Batterien sind Geräte mit W-Kennlinie aufgrund der fehlenden Ladespannungsbegrenzung nur bedingt geeignet. Hierfür sind vorzugsweise Geräte mit IU-, IWU- oder WU-Kennlinie einzusetzen.
Bei der Ladung nach der IU-Kennlinie wird bis zur Gasungsspannung der Bleibatterie (2,4 V/Zelle) mit konstantem Strom (Geräteschutz vor Überlastung) geladen. Danach bleibt die Ladespannung konstant (Batterieschutz vor Überladung) und der Ladestrom geht stark zurück. Bei genügend hohem Anfangsladestrom sind mit IU-Ladegeräten Ladezeiten (bis 80 % Volladung) von < 5 h zu erzielen.
Sowohl die IU- als auch die W-Kennlinie gibt es mit speziellem Verlauf (z. B. Wa, WoW, IUW usw.). Durch diese aneinandergesetzten Kennlinien können bestimmte Anforderungen an Ladezeit/Füllungsgrad und Wartungsfreiheit erreicht werden.


Ladestrom- und Spannungseinstellung


Bei geregelten Geräten (z. B. IU-Kennlinie) werden die momentanen Istwerte von Ladestrom und Ladespannung (ggf. auch der Umgebungstemperatur) einem Regler zugeführt. Dieser vergleicht die Istwerte mit den batteriespezifischen Sollwerten, um die Regelabweichung über ein Stellglied auf null zu regeln. Bei geregelten Geräten sind die sonst üblichen Ladestromänderungen durch Netzspannungsänderungen usw. ausgeregelt. Dies wirkt sich unter anderem positiv auf die Batterielebensdauer und die Wartungsintervalle aus.

 

Inverter-Batterieladegerät von Gys 12 V 70 HF



Ladestrom


Bei der Normalladung (IL = 1 • I10) wird mit einem Strom, der etwa 10 % des Zahlenwertes der Nennkapazität der Batterie (A • h) beträgt, geladen. Die Ladezeit bis zur Volladung beträgt mehrere Stunden. Durch Schnelladen (IL = 5 • I5) können entladene Batterien ohne Schaden auf ca. 80 % ihrer Nennkapazität aufgeladen werden. Bei Erreichen der Gasungsspannung muss der Ladestrom entweder abgeschaltet (z. B. Wa-Kennlinie) oder auf geringere Werte zurückgenommen werden (z. B. IU-Kennlinie). Dies geschieht durch eine "Abschaltautomatik". Durch Einsatz spezieller elektronischer Überwachungsschaltungen kann der Volladezustand auch über batteriespezifische Spannungsverläufe in Verbindung mit der Ladezeit ermittelt werden (die Batteriespannung beginnt bei einer Überladung wieder zu sinken).

 

Quelle: Bosch-Handbücher und Gys-Technik-Produktbeschreibung

Ich wünsche Ihnen immer einen guten Start und eine gute Fahrt!

 

Ihr

Reiner Rösner

Rösner Kfz-Werkzeuge

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